辐射供冷的原理及结露的解决方法

     

       一、辐射供冷原理

辐射供冷是指降低围护结构内表面中一个或多个表面的温度，形成冷辐射面，依靠辐射面与人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换进行降温的技术方法。
 

由于辐射供冷系统中辐射传热所占份额在50%以上，当采用辐射供冷时室内作用温度可比传统空调系统降低 1~2℃。辐射供冷具有节能、舒适性强、污染性小等优点。

辐射供冷的分类：

1.吊顶式
 

3.墙体式

二、结露产生的原因

 

根据湿空气的物理性质分析，冷却表面的温度若持续低于近表面的湿空气露点温度，则冷却表面将会产生凝露。因此辐射供冷系统地表温度应高于空气中的露点温度。
 

三、解决方法

1.选用适宜的供水温度或供回水温差表给出了不同室内设计温度和不同相对湿度下的状态点的露点温度。

       经过一些系列实验研究表明：为了防止结露产生，地板表面温度应高于设计露点温度1.2℃为最佳。供回水均温相对越大则地板表面温度越高就越不容易出现结露，但是若选择过高的供回水温度则必将使供冷量下降，从而不能满足负荷要求。
 

2.辐射供冷空调启动前，预先通风除湿这种方法由香港理工大学的LZZhang与JLNiu、浙江大学的黄亦耘提出。L ZZhang与JLNiu，通过分析得出在香港地区采用热湿独立处理的辐射供冷系统，只要预先通风除湿1h，就可以解决结露问题。采用合适的除湿机组与相应的控制策略，预先通风除湿，等室内的空气露点温度下降到相应的值，再启动辐射供冷系统。缺点：采用预先通风除湿的方案虽然能解决系统启动初期的结露问题，但预先通风除湿的时间缺少具体有效的数值参考。室内空气预先通风除湿的时间与供冷房间的启动湿负荷有关，辐射板表面设计温度的提高，有利于减小启动湿负荷，但相应也会降低辐射供的能力。而且地板／吊顶辐射供冷的能力本身就较小，辐射板表面设计温度的提高只会加剧供冷量不足的问题。
 

3.采用热湿独立处理的置换通风与辐射供冷相结合的复合空调系统。由置换通风系统送入经过冷却除湿的空气，由置换通风的原理和特点知，它将在地板表面形成一层空气湖，阻止热湿空气与冷地板直接接触，降低了冷地板表面的露点温度，能够保证足够低的供水温度，提高了冷地板的供冷能力。同时，置换通风的高换气效率也大大提升了室内空气环境的品质。
 

缺点：该方法虽然能弥补辐射供冷系统的不足，但在置换通风系统的气流死角，在较低供水温度下，是否能完全避免结露还有待实验的进一步验证。即使采用置换通风与辐射供冷相结合的系统，在采用地板供冷时，一旦地板上有家具或其他物品覆盖时，结露现象的发生更是难以避免。
 

置换通风的方案：

    （1）辐射供冷和独立新风共用一套水系统。独立新风系统采用一次冷水，水温较低；辐射供冷采用二次冷水，通过板式换热器进行热交换的，则水温略高。此方案设计简单，控制容易。
 

4.新疆某公司提出在西北地区使用蒸发冷却与辐射供冷联合运行的复合式空调系统。利用间接蒸发冷水机为辐射供冷提供16℃左右的冷水；并且还可以利用多级蒸发冷却新风机组处理新风，承担部分室内负荷，改善室内空气品质，提高空调降温效果，降低室内露点温度。

缺陷：该系统虽有良好的应用前景，但是其工程计算尚不如传统空调系统完善，这在某种程度上影响了该技术的推广应用，需要提出一种适合该系统比较准确而方便的设计计算方法，避免经验和保守估计方法。
 

5.“疏导结露”的辐射板

    （1）“疏导结露”的吊顶式辐射板模型的工作原理。
 

优点：采用“疏导结露”型辐射板的供冷系统，一方面可以采用相对较低的供水温度来提高辐射供冷能力；另一方面使得辐射供冷空调系统可以更好地适用于热湿地区，使辐射供冷空调系统的市场应用得以推广。
 

缺点：由于要在辐射板表面开微槽道，“疏导结露”型辐射板的加工工艺及表面处理的难度较高，辐射板的成本会有所提高。“疏导结露”型辐射板目前还只是一种设想，具体的理论分析、开发和应用方面还有很多工作要做。